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Université d’Ottawa - Bio 2525 - Les animaux: Structures et fonctions© Antoine Morin et Jon Houseman23-04-11 04:39
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Bio 2525Bio 2525Les Animaux:Les Animaux:
Structures et fonctionsStructures et fonctionsDr. Antoine MorinDr. Antoine Morin
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Qui suis-je?Qui suis-je?
• Écologiste des eaux courantes
• B.Sc. et M.Sc. U. de Montréal. Écologie des ruisseaux
• Ph.D. McGill. Écologie des mouches noires
• Enseigne Zoologie, Écologie des populations et communautés, Biostatistique appliquée, Biologie de la conservation
• Recherches sur structure et fonctionnement des écosystèmes d’eaux courantes
• http://benthos.bio.uottawa.ca/
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Rôle du cours dans le programmeRôle du cours dans le programme
• Cours obligatoire du tronc commun en biologie: notions de base, terminologie, diversité animale
• Pré-requis aux cours avancés de zoologie (Invertébrés, Vertébrés, Entomologie)
• Cours optionnel: notions de base, éducation de citoyens et citoyennes responsables sensibilisés à la diversité biologique, amélioration de la performance au scrabble
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Contenu du premier coursContenu du premier cours
ObjectifsOrganisation du coursDocuments et outils pédagogiquesÉvaluation
Besoins des animaux et fonctionsContraintesDiffusionRapport surface:volumeMétabolisme
Intro
Plan
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Objectif généralObjectif général
• connaître les principaux groupes d’organismes vivants
– architecture générale– structures caractéristiques– contraintes et adaptations– évolution
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Objectifs spécifiquesObjectifs spécifiques
• décrire comment animaux assouvissent leurs besoins
• relier architecture et adaptations aux contraintes
• décrire architecture et connaître caractéristiques
• comprendre regroupements
• définir et utiliser terminologie
• pouvoir disséquer des spécimens
• pouvoir présenter information qualitative et quantitative
• pouvoir participer et rendre compte d’une discussion de groupe
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Organisation du coursOrganisation du cours
• Cours théoriques– 75 minutes, 2 fois par semaine, présentation
suivie de discussions et questions– Objectif:
• donner une vue d’ensemble avant le labo• essayer de vous transmettre ma passion pour le sujet ou
au moins vous motiver pour la matière, • répondre à vos questions sur la matière, • vous faire vous poser des questions
• Séances de laboratoire– chaque semaine, débutent cette semaine!– Ma présence y est symbolique
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Document obligatoireDocument obligatoire
• Manuel de laboratoire– environ $10, Vachon
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Documents recommandésDocuments recommandés
• Notes de cours – environ $12, Vachon
• Animal Diversity. 2000. C.P. Hickman, L.S. Roberts and A. Larson. McGraw Hill Publishers. Second edition.– Environ $75
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Zoologie numériqueZoologie numériqueEnviron 7$, VachonAccessible gratuitement du labo informatique au CubeAncienne version en ligne (requiert accès haute vitesse)
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Zoologie numériqueZoologie numérique
Site web du coursSite web du courshttp://simulium.bio.uottawa.ca/bio2525http://simulium.bio.uottawa.ca/bio2525
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Site web: Pourquoi?Site web: Pourquoi?
• Messages, rappels• Documents: notes,
protocoles de labo, résultats• Présentations ($8 Vachon)• Autres liens sur le web• Modules de Zoologie
numérique• Anciens examens• Quizz (éventuellement….)• Résultats d’examen
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ÉvaluationÉvaluation
• Examen partiel 1 (11 février) 10 ou 15%• Examen partiel 2 (11 mars) 10 ou 15%• Examen final 35%• Laboratoire 40%
Examens: choix multiples, courtes réponses, questions à développement, interprétation de graphiques
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ConsultationConsultation
• Bureau: Vanier 311• Heures
– Mardi 14h30-16h– Jeudi 13h-15h
• PRENEZ RENDEZ-VOUS...• [email protected]
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Plan de coursPlan de cours
La diversité animaleLa diversité animale
• 1,5 million d’espèces connues• regroupées en une quarantaine
d’embranchements• Loup (Canis lupus)
Phylum Chordata
• Étoile de merPhylum Echinodermata
• MoustiquePhylum Arthropoda
• NautilusPhylum Mollusca
• Ver PolychètePhylum Annelida
• CorailPhylum Cnidaria
• ÉpongePhylum Porifera
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Espèces animales connuesEspèces animales connues
1,000 10,000 100,000 1,000,000
Arthropoda
Mollusca
Chordata
Protozoa
Platyhelminthes
Annelida
Nematoda
Cnidaria
Echinodermata
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Contraintes et milieu de vieContraintes et milieu de vie
Milieu marin• étendu• ancien• dense• température tamponnée• pression osmotique neutre• oxygène rare
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Solubilité de l ’oxygène dans l ’eauSolubilité de l ’oxygène dans l ’eau
• La quantité d’oxygène en solution dans l ’eau est inversement proportionnelle à la température
• Les besoins en oxygène des animaux augmentent avec la température
Température de l'eau (ºC)
0 10 20 30 40
Oxy
gène
dis
sout
(m
g
L-1)
5
10
15
Be
soin
s en
oxy
gèn
e (m
g s
-1)
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
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Contraintes et milieu de vieContraintes et milieu de vie
Milieu dulcicole (eau douce)• plus récent• stress osmotique• peu tamponné• microhabitats• oxygène rare
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Contraintes et milieu de vieContraintes et milieu de vie
Milieu terrestre• sec• oxygène abondant• gravité plus perceptible• peu tamponné
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MessagesMessages
• Avez-vous reçu mon courriel?• OUFBC
– Inscription: 13 janvier dès 9h, dept BIO
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Besoins des animauxBesoins des animaux
Oxygène
Éliminer déchets
Homéostasie
Eau
Nourriture
Reproduction
RespirationCirculationDigestionOsmorégulationExcrétionLocomotionPerceptionCoordination
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Besoins des animauxBesoins des animaux
• Augmentent avec la taille
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Log10 Masse corporelle (kg)
-15 -10 -5 0 5
Log 10
Tau
x m
étab
oliq
ue (
Wat
ts)
-14
-12
-10
-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
Unicellu
laires (
20°C)
Poikilotherm
es (20°C
)Homeotherm
es (39°C
)
Effet de la taille sur le métabolismeEffet de la taille sur le métabolisme
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Une livre de beurre…Une livre de beurre…
• 1lb=454g• 1lb beurre contient environ
4000 « calories » (Kcal)• 1 calorie=4.2J• 1lb de beurre=4,000,000*4.2=16,800,000J• Un prof de 70kg=100W=100J/s• 1lb de beurre=168,000 s =46.7h de vie de
prof=467h de vie d’alligator
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Besoins des animauxBesoins des animaux
• Augmentent avec la taille• Mais pas aussi vite que la masse• R (en W)=4.1W0.75
• Par unité de masse, tout autre chose étant égale, les gros animaux ont des besoins moindres que les petits.
• 1 prof de 70kg=100W• 1 lièvre de 1kg=4.1W• 70kg de lièvre=287W
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Survie sur 1lb de beurreSurvie sur 1lb de beurre
• 1 prof de 70kg: 46.7h• 70 kg de lièvres de 1kg chacun: 16.3h• 70kg de souris de 50g: 7.7h
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DiffusionDiffusion
• Processus de diffusion à la base des échanges avec l’environnement pour assouvir les besoins en– gas– éléments nutritifs– déchets métaboliques
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Loi de FickLoi de Fick
• D= diffusion (g s-1)• k= constante• S= Surface d’échanges• C= différence de concentration de chaque
coté de la membrane (g L-1)• L= épaisseur de la membrane
L
CkSD
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Effet de la ventilation des surfacesEffet de la ventilation des surfaces
• Maintient la différence de concentration et maximise la diffusion
• Exemples:– Ventilation des poumons– Opercules des poissons
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Premier laboPremier labo
• Échanges de chaleur analogue à la diffusion• Étude de l’effet de la surface de contact, des
différences de température et de la ventilation sur les taux d’échanges thermiques
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Rapport surface:volumeRapport surface:volume
• Diffusion proportionnelle à la surface d’échange
• Besoin proportionnel à la masse (volume)• Pour un unicellulaire, rapport surface: volume
peut servir à d’indice de l’adéquation entre les apports (ou pertes) par diffusion et les besoins
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Effet de la taille sur le rapport Effet de la taille sur le rapport Surface:VolumeSurface:Volume• S:V diminue quand la
taille augmente• la diffusion simple ne
suffit pas chez les gros organismes
Volume (cm3)
10-8 10-6 10-4 10-2 100 102 104
Ra
pp
ort
su
rfa
ce:v
olu
me
(cm
-1)
10-2
10-1
100
101
102
103
104
105
106
Bactérie
Amibe
Hydre
Ver solitaire
Mouche
Ver de terre
Saumon
Homme
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Pour premier laboPour premier labo
• Acheter manuel de laboratoire, • lire p. 1-22 (intro, dessins, tableaux,
graphiques, protocole)• Lire chapitre métabolisme des notes de
cours, préparer questions
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Question minuteQuestion minute
• Quelle est la chose la plus importante que vous avez apprise durant ce cours?